FR3046407A1 - FIXED CYLINDER DEVICE FOR SYSTEM FOR CONTROLLING THE ORIENTATION OF BLOWER BLADES OF A TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif à vérin fixe pour système de commande (2) de l'orientation des pales de soufflante d'une turbomachine, comprenant un corps de vérin (22) logé à l'intérieur d'un carter annulaire (20) de la turbomachine formant support de palier, ledit carter étant centré sur un axe longitudinal (X-X) de la turbomachine et incliné par rapport à celui-ci, le corps de vérin comprenant un volume interne dans lequel est apte à coulisser un anneau de synchronisation (30) séparant le volume interne en deux chambres isolées l'une de l'autre, et une pluralité de tiges de vérin (42) traversant le carter formant support de palier et ayant chacune une extrémité fixée à l'anneau de synchronisation et une extrémité opposée destinée à être reliée à une bague interne (14) d'un palier de transfert de mouvement (10) pour l'entraîner en translation.The invention relates to a device with a fixed cylinder for a control system (2) for the orientation of the fan blades of a turbomachine, comprising a cylinder body (22) housed inside an annular housing (20). of the turbomachine forming a bearing support, said casing being centered on a longitudinal axis (XX) of the turbomachine and inclined with respect thereto, the cylinder body comprising an internal volume in which is able to slide a synchronization ring ( 30) separating the internal volume into two chambers insulated from each other, and a plurality of cylinder rods (42) passing through the bearing support housing and each having an end secured to the synchronization ring and an end opposed to be connected to an inner ring (14) of a motion transfer bearing (10) to drive in translation.
Description
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
La présente invention se rapporte au domaine général des turbomachines équipées d'une ou deux soufflante(s) carénée(s) ou non carénée(s), et plus particulièrement à la commande de l'orientation des pales de soufflante(s) de ces turbomachines.The present invention relates to the general field of turbomachines equipped with one or two fan (s) ducted (s) or not careened (s), and more particularly to the control of the orientation of the fan blades (s) of these turbomachinery.
Un domaine privilégié d'application de l'invention concerne les turboréacteurs à hélice(s), par exemple les « Open Rotor » en anglais, qui comprennent deux hélices contrarotatives placées en aval (version « pusher » en anglais) ou en amont (version « puller » en anglais) du générateur de gaz. Toutefois, l'invention s'applique également aux turbopropulseurs à une ou plusieurs hélices propulsives et aux turbomachines à soufflante carénée.A preferred field of application of the invention relates to propeller (s) turbojets, for example the "Open Rotor" in English, which comprise two contra-rotating propellers placed downstream ("pusher" version in English) or upstream (version "Puller" in English) of the gas generator. However, the invention also applies to turboprop engines with one or more propellant propellers and turbine engines with faired blower.
Dans un turboréacteur à hélice(s), il est connu que l'orientation (ou calage) des pales qui forment ces hélices constitue l'un des paramètres permettant de gérer la poussée du turboréacteur, notamment en faisant fonctionner l'hélice toujours dans les meilleures conditions possibles. En effet, le régime des hélices est quasiment constant sur toutes les phases de fonctionnement, et c'est le calage des pales des hélices qui fait varier la poussée. Ainsi, en phase de vol de croisière, on cherche à obtenir la plus faible puissance possible sur l'arbre de turbine qui est nécessaire pour une traction donnée à une vitesse de l'avion donnée, de sorte à obtenir le meilleur rendement (c'est-à-dire le rendement permettant de minimiser la consommation de carburant et d'augmenter la distance franchissable). A l'inverse, au décollage, la traction la plus forte possible est recherchée afin d'accélérer puis de faire décoller l'avion.In a propeller-driven turbojet engine, it is known that the orientation (or wedging) of the blades that form these propellers constitutes one of the parameters making it possible to manage the thrust of the turbojet engine, in particular by still operating the propeller in the propellers. best conditions possible. Indeed, the speed of the propellers is almost constant on all phases of operation, and it is the pitch of the propeller blades that varies the thrust. Thus, in the cruising flight phase, it is sought to obtain the lowest power possible on the turbine shaft which is necessary for a given traction at a given speed of the airplane, so as to obtain the best efficiency ( that is, the efficiency to minimize fuel consumption and increase the range. Conversely, on takeoff, the strongest possible traction is sought to accelerate and then take off the plane.
Différents systèmes de commande de l'orientation des pales des hélices du turboréacteur peuvent être envisagés. Un des systèmes connus prévoit de recourir à un vérin axial, relié à un repère fixe (par rapport aux structures du turboréacteur) et centré sur un axe longitudinal de celui-ci. Typiquement, le corps extérieur de ce vérin est relié à la bague interne d'un palier de transfert de mouvement (appelé LTB pour « Load Transfert Bearing ») permettant d'effectuer un mouvement de translation tout en assurant le passage du repère fixe (du vérin) au repère tournant (de l'hélice). Quant à la bague externe du roulement, elle est reliée à des bielles, elles-mêmes reliées aux pales de l'hélice pour réaliser leur calage. On pourra notamment se référer au document WO 2013/050704 qui décrit un exemple de mise en œuvre d'un tel système.Various systems for controlling the orientation of the blades of the propellers of the turbojet can be envisaged. One of the known systems provides for the use of an axial jack, connected to a fixed reference (with respect to the structures of the turbojet engine) and centered on a longitudinal axis thereof. Typically, the outer body of this cylinder is connected to the inner ring of a transfer transfer bearing (called LTB for "Load Transfer Bearing") to perform a translational movement while ensuring the passage of the fixed reference (the cylinder) at the rotating mark (of the propeller). As for the outer ring of the bearing, it is connected to rods, themselves connected to the blades of the propeller to achieve their rigging. In particular, reference may be made to the document WO 2013/050704 which describes an exemplary implementation of such a system.
Un autre système connu de commande de l'orientation des pales des hélices du turboréacteur prévoit de recourir à un vérin rotatif, c'est-à-dire tournant par rapport au repère fixe du turboréacteur. Typiquement, le vérin est relié à des doigts, qui sont eux-mêmes reliés aux pales de l'hélice. Ces doigts effectuent ainsi un mouvement combiné de rotation et de translation pour décrire un tracé hélicoïdal autour de l'axe longitudinal du turboréacteur.Another known system for controlling the orientation of the propeller blades of the turbojet engine provides for the use of a rotary cylinder, that is to say, rotating relative to the fixed reference of the turbojet engine. Typically, the cylinder is connected to fingers, which are themselves connected to the blades of the propeller. These fingers thus perform a combined movement of rotation and translation to describe a helical pattern around the longitudinal axis of the turbojet engine.
Cependant, ces systèmes de commande présentent certains inconvénients. En effet, le système de commande ayant recours à un vérin rotatif est relativement complexe à mettre en œuvre, notamment en ce qui concerne l'effet de la centrifugation de l'huile présente dans la chambre du vérin pour laquelle il est difficile d'anticiper les balourds entraînés par cette rotation. De plus, la précision du calage des pales obtenu par ce système est incertaine. Quant au système de commande utilisant un vérin fixe, il a pour principal inconvénient d'occuper une place importante dans le sens radial. Or, certaines architectures de turboréacteur à soufflante non carénée possèdent une faible disponibilité (dans le sens radial) pour accueillir le vérin fixe de leur système de commande de l'orientation des pales. Ceci est tout particulièrement le cas pour les turboréacteurs dont le rapport de moyeu est faible.However, these control systems have certain disadvantages. Indeed, the control system using a rotary cylinder is relatively complex to implement, particularly with regard to the effect of centrifugation of the oil in the cylinder chamber for which it is difficult to anticipate the unbalance caused by this rotation. In addition, the precision of blade pitch obtained by this system is uncertain. As for the control system using a fixed jack, it has the main disadvantage of occupying an important position in the radial direction. However, certain architectures of non-ducted fan turbojet engine have a low availability (in the radial direction) to accommodate the fixed cylinder of their control system of the orientation of the blades. This is particularly the case for turbojet engines whose hub ratio is low.
Objet et résumé de l'inventionObject and summary of the invention
La présente invention a donc pour but principal de proposer un dispositif à vérin pour système de commande de l'orientation des pales qui ne présente pas les inconvénients précités.The present invention therefore has the main purpose of providing a cylinder device for control of the orientation of the blades which does not have the aforementioned drawbacks.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un dispositif à vérin fixe pour système de commande de l'orientation des pales de soufflante d'une turbomachine, comprenant : un corps de vérin logé à l'intérieur d'un carter annulaire de la turbomachine formant support de palier, ledit carter étant centré sur un axe longitudinal de la turbomachine et incliné par rapport à celui-ci, le corps de vérin comprenant un volume interne dans lequel est apte à coulisser un anneau de synchronisation séparant le volume interne en deux chambres isolées l'une de l'autre ; et une pluralité de tiges de vérin traversant le carter formant support de palier et ayant chacune une extrémité fixée à l'anneau de synchronisation et une extrémité opposée destinée à être reliée à une bague interne d'un palier de transfert de mouvement pour l'entraîner en translation.According to the invention, this object is achieved by means of a device with a fixed jack for a system for controlling the orientation of the fan blades of a turbomachine, comprising: a cylinder body housed inside an annular casing of the turbine engine forming a bearing support, said casing being centered on a longitudinal axis of the turbomachine and inclined with respect thereto, the cylinder body comprising an internal volume in which is able to slide a synchronization ring separating the internal volume in two rooms isolated from each other; and a plurality of jack rods extending through the bearing support housing and each having an end secured to the synchronization ring and an opposite end for connection to an inner ring of a motion transfer bearing to drive it. in translation.
Le dispositif selon l'invention a recours à un carter annulaire de la turbomachine formant support de palier pour loger le corps du vérin. Pour supporter l'arbre de l'hélice en rotation, il est nécessaire de disposer de deux paliers suffisamment écartés l'un de l'autre pour respecter des critères de tenue dynamique. Ces paliers sont typiquement tenus par un carter annulaire de la turbomachine formant support de paliers. Pour que ce carter soit suffisamment rigide tout en ayant une épaisseur (et donc une masse) limitée, il est généralement incliné par rapport à l'axe longitudinal de la turbomachine (par exemple d'au moins 30°), ce qui lui confère une forme conique. L'invention est ici remarquable en ce qu'elle utilise le volume inutilisé à l'intérieur de ce carter formant support de paliers pour y loger le corps de vérin. Comme le corps du vérin de commande de l'orientation des pales de soufflante présente généralement un encombrement axial relativement important (typiquement d'au moins deux fois la course du vérin), le fait de loger cette partie fixe du vérin à l'intérieur du carter formant support de paliers permet de disposer d'un système de commande à très faible encombrement. De plus, le système de commande obtenu comporte relativement peu de pièces (ce qui le rend moins lourd) et présente une grande simplicité en termes de fonctionnement et de montage.The device according to the invention uses an annular housing of the turbine engine forming a bearing support for housing the body of the cylinder. To support the shaft of the rotating propeller, it is necessary to have two bearings sufficiently spaced from each other to meet dynamic resistance criteria. These bearings are typically held by an annular housing of the turbine engine forming a bearing support. For this housing to be sufficiently rigid while having a thickness (and therefore a mass) limited, it is generally inclined relative to the longitudinal axis of the turbomachine (for example at least 30 °), which gives it a conical shape. The invention is here remarkable in that it uses the unused volume inside this bearing support housing to house the cylinder body. As the body of the control cylinder of the orientation of the fan blades generally has a relatively large axial size (typically at least twice the stroke of the cylinder), the fact of housing this fixed part of the jack inside the Bearing support housing provides a very small control system. In addition, the control system obtained has relatively few parts (which makes it lighter) and has a great simplicity in terms of operation and assembly.
De préférence, le carter formant support de palier comprend une bague externe d'un palier à roulement qui est décalé radialement vers l'intérieur par rapport au corps de vérin et qui est destiné à guider en rotation un anneau rotatif.Preferably, the bearing support housing comprises an outer ring of a rolling bearing which is offset radially inwardly relative to the cylinder body and which is intended to guide a rotating ring in rotation.
Le volume interne du corps de vérin peut être fermé, à l'amont par une paroi munie d'une pluralité de trous traversés par les tiges de vérin, et à l'aval par un capot. Dans ce cas, le capot peut être fixé sur le corps de vérin par l'intermédiaire d'une pluralité de vis réparties autour de l'axe longitudinal de la turbomachine. De même, le capot peut comprendre des créneaux destinés à coopérer avec des crabots du corps de vérin de façon à assurer une étanchéité du volume interne du corps de vérin.The internal volume of the cylinder body can be closed, upstream by a wall provided with a plurality of holes through which the cylinder rods, and downstream by a hood. In this case, the cover can be fixed on the cylinder body by means of a plurality of screws distributed around the longitudinal axis of the turbomachine. Similarly, the cover may comprise slots intended to cooperate with jaw of the cylinder body so as to seal the internal volume of the cylinder body.
De préférence également, la paroi fermant à l'amont le volume interne du corps de vérin forme une seule et même pièce avec le carter formant support de palier (les tiges de vérin sont montées par le côté ouvert du carter formant support de palier, c'est-à-dire par l'aval, ce qui nécessite que le volume interne soit fermé à l'aval par un capot amovible). Quant aux tiges de vérin, elles peuvent être fixées à l'anneau de synchronisation de la chambre par l'intermédiaire d'écrous vissés sur l'extrémité aval des tiges et sont avantageusement régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal de la turbomachine. L'invention a également pour objet un système de commande de l'orientation des pales de soufflante d'une turbomachine, comprenant au moins un ensemble de pales de soufflante à orientation réglable, ledit ensemble étant solidaire en rotation d'un anneau rotatif, les pales de soufflante étant couplées, pour le réglage de leur orientation, à un palier de transfert de mouvement destiné à faire pivoter des pivots des pales de soufflante autour de leur axe radial, ledit palier de transfert de mouvement comprenant une bague interne reliée à un dispositif tel que défini précédemment. L'invention a encore pour objet un procédé de montage du dispositif tel que défini précédemment, comprenant, à partir d'un arbre d'hélice préalablement monté sur un carter principal de la turbomachine par l'intermédiaire d'un palier à roulement, l'assemblage des tiges de vérin et de l'anneau de synchronisation sur le corps de vérin logé à l'intérieur du carter formant support de palier, et l'assemblage de cet ensemble sur le carter principal de la turbomachine et l'arbre d'hélice. Un tel procédé de montage présente l'avantage de pouvoir disposer d'un ensemble déjà monté que l'on amène sur le carter principal et l'arbre d'hélice. Le nombre d'étapes du montage peut ainsi être réduit, ce qui simplifie et fluidifie considérablement ces opérations de montage.Also preferably, the wall closing upstream the internal volume of the cylinder body forms a single piece with the housing bearing support housing (the cylinder rods are mounted by the open side of the housing bearing support housing, c that is to say downstream, which requires that the internal volume is closed downstream by a removable cover). As for the cylinder rods, they can be fixed to the synchronization ring of the chamber by means of nuts screwed onto the downstream end of the rods and are advantageously regularly distributed around the longitudinal axis of the turbomachine. The subject of the invention is also a system for controlling the orientation of the fan blades of a turbomachine, comprising at least one set of adjustable-orientation fan blades, said assembly being rotatably connected to a rotating ring, the fan blades being coupled, for adjustment of their orientation, to a motion transfer bearing for pivoting fan blade pivots about their radial axis, said motion transfer bearing comprising an inner ring connected to a device as defined above. The subject of the invention is also a method of mounting the device as defined above, comprising, from a propeller shaft previously mounted on a main casing of the turbomachine by means of a rolling bearing, the assembly of the cylinder rods and the synchronizing ring on the cylinder body housed inside the bearing support housing, and the assembly of this assembly on the main casing of the turbomachine and the shaft of propeller. Such a mounting method has the advantage of having an assembly already mounted that is brought to the main housing and the propeller shaft. The number of steps of the assembly can thus be reduced, which simplifies and fluidifies considerably these assembly operations.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 est une vue en coupe dans son environnement d'un dispositif à vérin fixe selon l'invention ; - la figure 2 montre plus en détails la structure de la chambre du dispositif de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en perspective et partielle du dispositif de la figure 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character. In the figures: - Figure 1 is a sectional view in its environment of a fixed cylinder device according to the invention; FIG. 2 shows in more detail the structure of the chamber of the device of FIG. 1; and FIG. 3 is a partial perspective view of the device of FIG. 1.
Description détaillée de l'invention L'invention s'applique à toute turbomachine équipée d'au moins une soufflante carénée ou non carénée, et dont les pales d'hélice (dans le cas d'une soufflante non carénée) ou les aubes de soufflante (dans le cas d'une soufflante carénée) sont équipées d'un système de changement de pas. L'invention s'applique en particulier aux turbopropulseurs à une ou plusieurs hélices propulsives, ainsi qu'aux turboréacteurs à hélice(s) (appelés « Open Rotor » en anglais) qui comprennent une hélice (et un stator à calage variable pour l'USF - « Unducted Single Fan », soit « soufflante non carénée unique ») ou deux hélices contrarotatives placées en amont (en version « puller » en anglais) ou en aval (en version « pusher » en anglais) du générateur de gaz. L'invention s'applique encore aux turbomachines à soufflante carénée. L'architecture de ces types de turbomachines est bien connue de l'homme du métier et ne sera donc pas décrite ici en détails. Brièvement, ces turbomachines comportent une ou plusieurs hélices (dans le cas d'une turbomachine à soufflante non carénée) ou une soufflante (dans le cas d'une turbomachine à soufflante carénée) constituées chacune d'un ensemble de pales (ou d'aubes) de soufflantes à angle de calage variable, c'est-à-dire que leur orientation peut être modifiée au moyen d'un système de commande de l'orientation des pales décrit ci-après.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention applies to any turbomachine equipped with at least one ducted or non-ducted fan, and whose propeller blades (in the case of a non-ducted fan) or the fan blades. (in the case of a streamlined fan) are equipped with a change of pitch system. The invention applies in particular to turboprop engines with one or more propeller propellers, as well as propeller (s) (known as "Open Rotor") turbojet engines which comprise a propeller (and a variable-pitch stator for the propeller). USF - "Unducted Single Fan", or "single fan unsheathed") or two contra-rotating propellers placed upstream (in "puller" version in English) or downstream (in "pusher" version in English) of the gas generator. The invention is still applicable to streamlined fan turbomachines. The architecture of these types of turbomachines is well known to those skilled in the art and will not be described here in detail. Briefly, these turbomachines comprise one or more propellers (in the case of a non-ducted fan turbomachine) or a fan (in the case of a fan-cooled turbomachine) each consisting of a set of blades (or blades ) blowers variable pitch angle, that is to say that their orientation can be changed by means of a control system of the orientation of the blades described below.
La figure 1 représente partiellement un exemple de système de commande 2 de l'orientation des pales d'une hélice d'une turbomachine à soufflante non carénée selon l'invention. Bien entendu, dans le cas d'une turbomachine à soufflante carénée, le principe de l'invention décrit ci-après s'applique de la même manière pour les aubes de soufflante.FIG. 1 partially represents an example of a control system 2 for the orientation of the blades of a helix of a non-ducted fan-shaped turbomachine according to the invention. Of course, in the case of a streamlined fan turbomachine, the principle of the invention described hereinafter applies in the same way to the fan blades.
Ce système de commande 2 comprend un anneau rotatif 4 (ou moyeu) centré sur Taxe longitudinal X-X de la turbomachine et muni d'orifices 6 au travers duquel sont montés les pivots 8 des pales de soufflante (non représentées sur les figures).This control system 2 comprises a rotary ring 4 (or hub) centered on longitudinal axis X-X of the turbomachine and provided with orifices 6 through which are mounted the pivots 8 of the fan blades (not shown in the figures).
Chaque pivot 8 est couplé, pour le réglage de l'orientation de la pale correspondante, à un palier de transfert de mouvement 10 (appelé également LTB pour « Load Transfert Bearing ») destiné à faire pivoter ledit pivot autour de son axe radial Z-Z. A cet effet, le palier de transfert de mouvement 10 comprend une bague externe 12 et une bague interne 14, ces bagues 12, 14 étant centrées sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine, mobiles en translation le long de cet axe X-X, et définissant des pistes de roulement pour des roulements (ici deux rangées de billes 16 à contact oblique pour transmettre des efforts axiaux dans les deux sens).Each pivot 8 is coupled, for adjusting the orientation of the corresponding blade, to a motion transfer bearing 10 (also called LTB for "Load Transfer Bearing") for pivoting said pivot about its radial axis Z-Z. For this purpose, the motion transfer bearing 10 comprises an outer ring 12 and an inner ring 14, these rings 12, 14 being centered on the longitudinal axis XX of the turbomachine, movable in translation along this axis XX, and defining bearing tracks for bearings (here two rows of balls 16 to angular contact to transmit axial forces in both directions).
La bague externe 12 du palier à transfert de mouvement est couplé, directement ou indirectement, à une extrémité radiale interne des pivots, par exemple au moyen de bras de levier 18. Lorsque la bague interne du palier à transfert de mouvement se déplace axialement sous l'actionnement d'un dispositif à vérin, elle fait pivoter les bras de levier et ainsi les pivots 8 dans les orifices 6 de l'anneau rotatif autour de leur axe radial Z-Z, provoquant de la sorte un pivotement des pales de soufflante.The outer ring 12 of the motion transfer bearing is coupled, directly or indirectly, to an inner radial end of the pivots, for example by means of lever arms 18. When the inner ring of the motion transfer bearing moves axially under the actuating a jack device, it pivots the lever arms and thus the pivots 8 in the orifices 6 of the rotary ring about their radial axis ZZ, thereby causing a pivoting of the fan blades.
En amont du dispositif à vérin, la turbomachine comprend également un carter principal 19 portant un palier à roulement à billes 21 destiné à supporter en rotation l'arbre d'hélice 23 qui supporte l'anneau rotatif 4 Cet arbre d'hélice 23 est de préférence entraîné par une turbine et un réducteur (non représentés sur les figures).Upstream of the jack device, the turbomachine also comprises a main casing 19 carrying a ball bearing 21 intended to support in rotation the propeller shaft 23 which supports the rotary ring 4 This propeller shaft 23 is preferably driven by a turbine and a reducer (not shown in the figures).
Sur ce carter principal 19, est fixé un carter annulaire 20 centré sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine et incliné par rapport à celui-ci d'un angle généralement supérieur à 30° (cette inclinaison étant orientée de sorte à conférer au carter 20 une forme de cône ouvert vers l'aval).On this main casing 19 is fixed an annular casing 20 centered on the longitudinal axis XX of the turbomachine and inclined relative thereto by an angle generally greater than 30 ° (this inclination being oriented so as to give the casing 20 a cone shape open downstream).
Typiquement, ce carter 20 sert de support pour un palier à roulement 24 destiné à guider en rotation l'anneau rotatif 4. A cet effet, le carter 20 porte la bague externe 24a du palier à roulement 24 (dont la bague interne 24b est solidaire de l'anneau rotatif 4). De plus, le carter 20 et l'anneau rotatif 4 délimitent entre eux une enceinte huile 25 renfermant le dispositif à vérin. Cette enceinte huile 25 est pressurisée en dépression de sorte que l'huile ne s'en échappe pas. Pour limiter les débits de fuite hors de l'enceinte, il est notamment prévu de disposer un joint d'étanchéité 27 en amont des pivots des pales de soufflante, entre un carter aval 23a de l'hélice et le carter principal 19. Des fuites sont possibles au niveau des orifices 6 de l'anneau rotatif 4 dans lesquels sont montés les pivots des pales de soufflante. Ces fuites sont toutefois compensées par les étanchéités de l'enceinte huile. Par ailleurs, cette enceinte huile 25 se prolonge à l'aval du palier à roulement 21 et peut renfermer un réducteur et des étanchéités entre les différents arbres.Typically, this casing 20 serves as a support for a rolling bearing 24 intended to guide in rotation the rotary ring 4. For this purpose, the casing 20 carries the outer ring 24a of the rolling bearing 24 (whose inner ring 24b is secured to rotating ring 4). In addition, the casing 20 and the rotary ring 4 delimit between them an oil enclosure 25 enclosing the jack device. This oil chamber 25 is pressurized in depression so that the oil does not escape. To limit leakage rates out of the chamber, it is in particular provided to have a seal 27 upstream of the pivots of the fan blades, between a downstream casing 23a of the propeller and the main casing 19. Leaks are possible at the orifices 6 of the rotary ring 4 in which are mounted the pivots of the fan blades. These leaks are, however, compensated for by the sealing of the oil enclosure. Furthermore, this oil chamber 25 extends downstream of the rolling bearing 21 and can contain a reducer and seals between the various shafts.
Selon l'invention, le dispositif à vérin destiné à assurer un pivotement des pales de soufflante comprend notamment un corps de vérin annulaire 22 qui est centré sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine et qui est logé à l'intérieur de l'espace délimité par le carter 20 formant support de palier.According to the invention, the jack device intended to ensure pivoting of the fan blades comprises in particular an annular jack body 22 which is centered on the longitudinal axis XX of the turbomachine and which is housed inside the space delimited by the casing 20 forming a bearing support.
Le corps de vérin 22 forme une seule et même pièce avec le carter 20 et délimite un volume interne à l'intérieur duquel est apte à coulisser un anneau de synchronisation 30 séparant le volume interne du corps de vérin en deux chambres isolées l'une de l'autre, à savoir une chambre amont 22a et une chambre aval 22b.The cylinder body 22 forms a single piece with the casing 20 and delimits an internal volume inside which is able to slide a synchronization ring 30 separating the internal volume of the cylinder body into two isolated chambers, one of the other, namely an upstream chamber 22a and a downstream chamber 22b.
Cet anneau de synchronisation 30 joue le rôle de piston en étant apte à coulisser à l'intérieur du volume interne du corps de vérin sous l'effet d'un fluide hydraulique (non représenté) injecté sous pression dans l'une ou l'autre des chambres amont et aval.This synchronizing ring 30 plays the role of piston being able to slide inside the internal volume of the cylinder body under the effect of a hydraulic fluid (not shown) injected under pressure into one or the other upstream and downstream chambers.
Le volume interne du corps de vérin 22 est fermé à l'amont par une paroi 26 munie d'une pluralité de trous 28 répartis autour de l'axe longitudinal X-X de la turbomachine (figure 2). Cette paroi 26 peut avantageusement former une seule et même pièce avec le carter 20 formant support de palier.The internal volume of the cylinder body 22 is closed upstream by a wall 26 provided with a plurality of holes 28 distributed around the longitudinal axis X-X of the turbomachine (FIG. 2). This wall 26 may advantageously form a single piece with the housing 20 forming a bearing support.
Au niveau de son extrémité opposée à la paroi 26 (c'est-à-dire à l'aval), le volume interne du corps de vérin est fermé par un capot 32. Ici, le capot 32 est une pièce indépendante du carter 20 qui présente une forme de couronne vissée sur celui-ci. A cet effet, le carter et le capot présentent chacun des perçages, respectivement 34 et 36, qui sont régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal X-X de la turbomachine (par exemple au niveau de leur périphérie externe) et qui sont traversés par des vis (non représentés sur les figures).At its end opposite the wall 26 (that is to say downstream), the internal volume of the cylinder body is closed by a cover 32. Here, the cover 32 is an independent part of the housing 20 which has a crown shape screwed on it. For this purpose, the housing and the cover each have holes, respectively 34 and 36, which are regularly distributed around the longitudinal axis XX of the turbomachine (for example at their outer periphery) and which are traversed by screws (not shown in the figures).
De plus, afin d'assurer une étanchéité du volume interne du corps de vérin (et éviter toute ouverture intempestive de celui-ci sous l'effet de la pression élevée dans les chambres 22a, 22b), celui-ci comprend, par exemple au niveau de sa périphérie interne, des crabots 38 coopérant avec des créneaux 40 correspondant du capot 32 de façon à assurer une étanchéité du volume interne du corps de vérin dans lequel règne une pression d'huile importante.In addition, in order to ensure a tightness of the internal volume of the cylinder body (and avoid any inadvertent opening thereof under the effect of the high pressure in the chambers 22a, 22b), it comprises, for example at the level of its inner periphery, jaws 38 cooperating with crenellations 40 corresponding to the cover 32 so as to ensure a tightness of the internal volume of the cylinder body in which there is a significant oil pressure.
Bien entendu, d'autres moyens peuvent être envisagés pour assurer une fixation du capot 32 sur le corps de vérin 22.Of course, other means can be envisaged to ensure attachment of the cover 32 to the cylinder body 22.
Comme représenté également sur la figure 3, le dispositif à vérin selon l'invention comprend également une pluralité de tiges de vérin 42 qui sont montées au travers des trous 28 de la paroi 26 du corps de vérin. Ces tiges de vérin sont de préférence régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal X-X de la turbomachine pour correspondre au besoin en effort de calage. Le nombre de tiges de vérin est un compromis entre l'effort à faire passer dans chaque tige influant directement sur la section de chaque tige et le nombre de tiges influant sur le poids du système. Préférentiellement il y a au moins 4 tiges pour répartir les efforts sur le piston.As also shown in FIG. 3, the jack device according to the invention also comprises a plurality of jack rods 42 which are mounted through the holes 28 of the wall 26 of the jack body. These cylinder rods are preferably regularly distributed around the longitudinal axis X-X of the turbomachine to match the need for stall force. The number of cylinder rods is a compromise between the effort to be passed in each rod directly affecting the section of each rod and the number of rods affecting the weight of the system. Preferably there are at least 4 rods to distribute the forces on the piston.
Chaque tige de vérin 42 possède une extrémité aval qui est fixée à l'anneau de synchronisation 30 du corps de vérin et une extrémité amont qui est reliée à la bague interne 14 du palier de transfert de mouvement 10 pour l'entraîner en translation.Each cylinder rod 42 has a downstream end which is attached to the synchronization ring 30 of the cylinder body and an upstream end which is connected to the inner ring 14 of the motion transfer bearing 10 to drive it in translation.
La fixation des tiges de vérin sur l'anneau de synchronisation peut se faire au moyen d'écrous 44 qui sont serrés sur l'extrémité aval des tiges, celles-ci étant filetées.The fixing of the cylinder rods on the synchronization ring can be done by means of nuts 44 which are clamped on the downstream end of the rods, the latter being threaded.
De même, au niveau de leur extrémité amont, les tiges de vérin 42 sont reliées à la bague interne 14 du palier de transfert de mouvement au moyen de vis 46 s'étendant selon une direction radiale (figure 1).Similarly, at their upstream end, the cylinder rods 42 are connected to the inner ring 14 of the motion transfer bearing by means of screws 46 extending in a radial direction (Figure 1).
Le fonctionnement du dispositif à vérin selon l'invention découle de manière évidente de ce qui précède. Pour procéder à un réglage de l'orientation des pivots des pales de soufflante 8, du fluide hydraulique est injecté sous pression dans l'une ou l'autre des chambres amont et aval 22a, 22b de la chambre, ce qui entraîne un déplacement de l'anneau de synchronisation 30 suivant Taxe longitudinal X-X de la turbomachine. Les tiges 42 translatent alors axialement de manière synchronisée de façon à déplacer le palier à transfert de mouvement 10 vers l'amont ou vers l'aval. A son tour, cette translation du palier entraîne un pivotement des bras de levier 18 résultant en un pivotement synchronisé des pales de soufflante.The operation of the jack device according to the invention is evident from the foregoing. In order to adjust the orientation of the pivots of the fan blades 8, hydraulic fluid is injected under pressure into one or the other of the upstream and downstream chambers 22a, 22b of the chamber, which causes a displacement of synchronization ring 30 following longitudinal tax XX of the turbomachine. The rods 42 then translate axially in a synchronized manner so as to move the transfer-motion bearing 10 upstream or downstream. In turn, this translation of the bearing causes a pivoting of the lever arms 18 resulting in a synchronized pivoting of the fan blades.
Le montage du dispositif à vérin selon l'invention est le suivant. Dans un premier temps, on assemble l'arbre d'hélice 23 au réducteur et le palier à roulement 21 (et son support) au carter principal 19 de la turbomachine. Les tiges de vérin 42 et l'anneau de synchronisation 30 sont alors assemblés sur le corps de vérin 22 et le carter 20 formant support de palier. L'ensemble formé par les tiges de vérin, l'anneau de synchronisation, le corps de vérin, le carter formant support de palier et le palier à roulement 24 peut ensuite être amené axialement de l'amont vers l'aval pour l'assembler sur le carter principal 19 de la turbomachine et l'arbre d'hélice 23. Le palier de transfert de mouvement 10 est alors assemblé avec les tiges de vérin 42. Le carter aval 23a de l'hélice est ensuite assemblé avec l'anneau rotatif 4 et les pivots des pales de soufflante sont montés sur ce carter aval. Les bras de levier 18 et les plots des pivots des pales de soufflante sont ajoutés pour lier les pivots au palier de transfert de mouvement. Enfin, un carter d'hélice amont 23b est assemblé 23c à l'arbre d'hélice 23 par l'intermédiaire d'une liaison cannelée et à l'anneau rotatif 4. Le démontage du dispositif à vérin s'effectue en sens inverse.The mounting of the cylinder device according to the invention is as follows. In a first step, the propeller shaft 23 is assembled to the gearbox and the rolling bearing 21 (and its support) to the main casing 19 of the turbomachine. The cylinder rods 42 and the synchronizing ring 30 are then assembled on the cylinder body 22 and the housing 20 forming a bearing support. The assembly formed by the jack rods, the synchronizing ring, the cylinder body, the bearing support housing and the rolling bearing 24 can then be brought axially from upstream to downstream to assemble it. on the main casing 19 of the turbomachine and the propeller shaft 23. The motion transfer bearing 10 is then assembled with the cylinder rods 42. The downstream casing 23a of the propeller is then assembled with the rotary ring 4 and the pivots of the fan blades are mounted on this downstream casing. The lever arms 18 and the pivot studs of the fan blades are added to link the pivots to the motion transfer stage. Finally, an upstream propeller casing 23b is assembled 23c to the propeller shaft 23 by means of a splined connection and to the rotary ring 4. Disassembly of the cylinder device is carried out in the opposite direction.
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